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纺织检验|提高纺织品抗紫外线性能,这些知识要了解

纺织品(童装)检测专栏 纺织品抗紫外线性能 置顶 0 16705
Yjzjk
Yjzjk 高级会员 2021-11-23 22:49:54
01.紫外线的来源和危害
太阳光谱中除可见光外,还有肉眼看不见的紫外光和红外光。紫外光是比可见光波长短的电磁波,约占光谱的6%。紫外线的波长范围为200~400nm。根据紫外辐射的波长和不同的生物学作用,分成三个波段,其中,320~400nm光波称为“紫外线A(UV-A)”;290~320nm光波称为“紫外线B(UV-B)”;200~290nm光波称为“紫外线C(UV-C)”。

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紫外线A占紫外线总量的95%-98%,能量较小,够穿透玻璃、某些衣物、人的表皮,能透射到真皮组织下面和真皮组织反应,逐渐破坏皮肤弹性,使皮肤松弛,出现皱纹,加速其老化。

紫外线B占紫外线总量的2%~5%,能量大,可穿过人的表皮,它是引起晒伤、皮肤肿瘤及免疫抑制的罪魁祸首,童年时代严重的红斑或晒斑和日后致癌有联系。

紫外线C能量最大,作用最强,可引起日晒伤、基因突变及肿瘤,但在未到达地面之前,几乎已被臭氧层完全吸收,对人类不会造成伤害。

一般来说,适当的紫外线对人体是有益的,它能促进维生素D的合成,对佝偻病有抑制作用,并具有消毒杀菌作用。但近年来,由于人类生产和生活大量地排放氟利昂之类的氯氟化氢化合物,使地球的保护伞即大气层日益遭到破坏,特别是在地球两极及我国青藏高原上空出现了臭氧空洞,地球的保护圈即臭氧层变薄变稀,到达地面的紫外线辐射量增多,因过度的紫外线照射引起的疾病越来越多。一般情况下,人体皮肤所能接受紫外线的安全辐射量每天应在20kJ/m2以内,而紫外线到达地面的辐射量阴天时为40~60kJ/m2,晴天时为80~100kJ/m2,炎夏烈日时可达100~200kJ/m2,普通衣料对紫外线的遮蔽率一般在50%左右,远远达不到防护要求。另外,长期的紫外线照射也会引起纺织品的褪色和老化。因此,有必要对纺织品进行抗紫外线整理。


02.提高纺织品抗紫外线性能应考虑的因素
光照射到纺织品表面时,一部分被反射,一部分被吸收,其他的则透过纺织品。纺织品由不同的纤维材料组成,而且具有比较复杂的表面结构,对紫外线既可以吸收又能发生漫反射,从而降低紫外线的透过率。而散射和反射作用则因单纤维表面形态、织物组织结构和色泽深浅等差异而有显著的变化。因此,研究纺织品抗紫外线辐射性能时,要综合考虑如下各种因素:

(1)纤维种类 不同的纤维品种对紫外线的吸收与漫反射作用差异较大,这与纤维的化学组成、分子结构、纤维表面形态、纤维的截面形状等有关。棉、真丝等天然纤维对紫外线的吸收能力低,因而防紫外线性能差,其中棉织物是紫外线最易透过的面料,羊毛则稍好一些;合成纤维对紫外线的吸收能力强于天然纤维,其中涤纶最强,这是因为聚酯结构中的苯环和羊毛蛋白质分子中的芳香族氨基酸,对波长小于300nm的光都具有很强的吸收性。

(2)织物结构 织物厚度、紧密度(覆盖或孔隙率)和原纱结构因素,截面中纤维根数(和其细长有关)、捻度、毛羽等都对纺织品的紫外线防护性能产生影响。织物越厚,紧密度越大,其孔隙越小,紫外线的透过度也越小。从织物结构来讲,机织物优于针织物;稀松的织物,其覆盖系数很低,尤其对一些网眼织物,光线受到有限的屏蔽,其防护作用小。

(3)染料 织物颜色的变化主要是染料对可见光辐射选择性吸收的结果。一般来说,同一种材料的纺织品经同一种染料染色,颜色越深,对紫外线的吸收也越多,对紫外线的遮蔽性能也越好,深色的棉布紫外线防护性能明显优于浅色。

(4)后整理 经特殊的后整理,其抗紫外线性能也会有所增强,如涂层整理、拒水拒油整理等,一方面织物的厚度会增加,织物的孔隙率也会降低;另一方面,由于整理剂本身的缘故也可能增强屏蔽紫外线的作用。整理剂的作用原理为利用紫外线屏蔽剂对纤维或织物进行处理,当光辐射到织物上时,一小部分通过织物上的间隙透过织物,绝大部分则被紫外线屏蔽剂反射或选择性吸收并将能量转换成低能而释放,从而将紫外线遮断。

(5)湿度 织物的防紫外线能力随着其含湿率变化而变化,含湿率越高,防紫外线能力越差,这是因为当织物含水时其对光的散射减少。


03.纺织品紫外线检测方法
织物抗紫外线性能的测试有许多标准,如澳大利亚和新西兰的AS/NZS 4399:2017,中国的GB/T 18830-2009,美国的AATCC 183-2014,以及欧洲的EN 13758-1:2001+A1:2006(E)等。1996年,澳大利亚和新西兰率先推出首个防紫外线性能的测试标准AS/NZS 4399:1996,随后美国、日本、欧盟、中国相继发布测试标准。该类测试标准均采用分光光度计法进行测试。各测试标准原理虽然相同,但测试参数却不尽相同。

AATCC 183-2014适用于样品的干态和湿态的测试,对样品处于伸展状态时的防护性能也可测试;其余各标准则是针对样品的干态测试。AS/NZS 4399:2017更是明确了适用于干态样品。值得一提的是EN 13758-1:2001+A1:2006(E)明确指出其方法不适用于对使用时有一定距离的纺织品的评定,如伞面用纺织品;而在国标GB/T 23147-2018《晴雨伞》中对伞面防紫外线性能的考核是按GB/T 18830中规定的方法执行的,国标GB/T 18830-2009并没有提及其对该类纺织品不适用。

各标准的原理都是通过测试纺织品对紫外线UVR的通过性能(透过率)来导出紫外线防护系数UPF,所不同的是AATCC 183-2014中UVR波长范围是280nm~400nm,其余各标准则是290nm~400nm,制造商可根据自己的产品性能要求和使用特点选择合适的标准进行检测。

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